Prawda

Sobota, 15 grudnia 2018 - 21:28

« Poprzedni Następny »


Fantastyczne oko przegrzebka pokazane w nowej pracy


Jerry A. Coyne 2017-12-16

Przegrzebek zwyczajnyprzegrzebek wielki (Pecten maximus) – jadalny. Wysoko ceniony pod względem kulinarnym, zaliczany do owoców morza. Występuje w północno-wschodnim Atlantyku – od północnej Norwegii, wzdłuż wybrzeży Europy po Afrykę Północną. Żyje w piaszczystym, żwirowym lub mulistym dnie na różnych głębokościach – od wód bardzo płytkich po głębokie do 250 m.


Osiąga przeciętnie 10–15 cm długości, ale spotykane są osobniki o długości około 20 cm. Górna połówka muszli jest płaska, zwykle czerwonawobrązowa, a dolna wypukła i jasnokremowa lub brązowa. Pecten maximus odżywia się filtrując wodę. Jest obojnakiem (hermafrodytą). Larwy planktoniczne. Tyle wikipedia, która nie informuje jednak, że przegrzebek patrzy.   


Może nie zdajecie sobie sprawy, podobnie jak czytelnik Gregory (który przysłał mi artykuł z “Science”), że przegrzebki mają oczy. Ale naprawdę je mają – aż do 200 maleńkich oczu ustawionych wzdłuż płaszcza, każdy o średnicy milimetra.


Oto jak wygląda ich szereg u przegrzebka Pecten:



I zbliżenie na malutkie, błękitne oczy:


Zbliżenie oczu przegrzebka. Zdjęcie: Dan-Eric Nilsson/Lund University, źródło: New York Times
Zbliżenie oczu przegrzebka. Zdjęcie: Dan-Eric Nilsson/Lund University, źródło: New York Times

Dlaczego je potrzebują? Ponieważ przegrzebki nie są osiadłymi mięczakami: pływają trzepocząc muszlami, żeby uciec przed drapieżnikiem lub znaleźć nowe miejsce na odpoczynek.  Jak tutaj:



Od pewnego czasu było wiadomo, że działa w tych oczach odbicie światła padającego na siatkówkę, ale nie było jasne, jak osiąga się to odbicie, poza tym, że lustrem prawdopodobnie były kryształki guaniny (guanina jest jedną czterech zasad, które stanowią “kod” DNA). Nowy artykuł w “Science” Benjamina Palmera i in. wyjaśnia jednak jak to oko działa i jest to zdumiewające. Lustro, stworzone z nałożonych na siebie warstw kryształków guaniny, odbija światło na siatkówkę, a są tam dwie siatkówki, nie zaś jedna, każda dająca informację o różnej części otoczenia przegrzebka. Lustro, poza bardzo skutecznym działaniem, jest piękne, jest cudem doboru naturalnego.


Najpierw jednak inne zdjęcie (z artykułu) o oczach uszeregowanych na płaszczu (podpisy wszystkich zdjęć pochodzą z artykułu): 


Przegrzebek Pecten maximus z licznymi oczyma uszeregowanymi na płaszczu (biała strzałka pokazuje indywidualne oko)
Przegrzebek Pecten maximus z licznymi oczyma uszeregowanymi na płaszczu (biała strzałka pokazuje indywidualne oko)

A tak działają te oczy. Rysunek „A” poniżej jest wizerunkiem stworzonym przez technikę, która umożliwiła to badanie: niskotemperaturową skaningową mikroskopię elektronową (CSEM), w której skanuje się zamrożoną próbkę. (W tym roku przyznano Nagrodę Nobla w chemii badaczom, którzy stworzyli tę metodę.) To umożliwiło badaczom wizualizację nie tylko całej budowy oka, jak na “A” poniżej, ale także jego przekrojów, mogli więc patrzeć na budowę guaninowych “luster”, jak również robić modele komputerowe tego, jak podróżuje światło po dostaniu się do oka.


Obraz “A” jest analizowany w “B”, z różnymi kolorami przedstawiającymi różne części oka i kierunek światła.  Wpadające światło (czerwone linie) uderzają w lustro (zielone) po przejściu przez  rogówkę (czarne), źrenicę (granatowe), soczewkę (jasnoniebieskie) i przezroczyste siatkówki (szara chmura). Po uderzeniu w lustro promienie światła (teraz żółte) odbijają się od warstw guaniny, padając ostatecznie na obie siatkówki. Jedna siatkówka jest bliższa ciała przegrzebka, druga dalsza:

 


A) Volume rendering of an x-ray micro-CT scan of a whole scallop eye, showing the eye anatomy. (B) Segmentation of the micro-CT in (A). Black, cornea; navy, “iris;” blue, lens; gray, gross retinal volume; green, mirror. Rays traced through the eye from a point source aligned with the axis of the lens (red) are reflected (yellow) and focused on the retina. The border of the best-focused region encompassing all reflected rays denotes a 3D circle of least confusion (COLC; black line). The inset is a side view of the mirror showing the optical axes of the lens (blue), central mirror (green), and center of the visual field (cyan). The lens and mirror axes are offset by 7.3°.
A) Volume rendering of an x-ray micro-CT scan of a whole scallop eye, showing the eye anatomy. (B) Segmentation of the micro-CT in (A). Black, cornea; navy, “iris;” blue, lens; gray, gross retinal volume; green, mirror. Rays traced through the eye from a point source aligned with the axis of the lens (red) are reflected (yellow) and focused on the retina. The border of the best-focused region encompassing all reflected rays denotes a 3D circle of least confusion (COLC; black line). The inset is a side view of the mirror showing the optical axes of the lens (blue), central mirror (green), and center of the visual field (cyan). The lens and mirror axes are offset by 7.3°.

Tutaj jest przekrój oka z oznaczonymi elementami. Widać dwie siatkówki (iii and iv), z wklęsłym lustrem (v) tuż poniżej siatkówek. Ponieważ siatkówki są przezroczyste, nie blokują wpadającego światła. Żółte strzałki wskazują na kierunek światła wpadającego do oka:


Fluorescence microscopy image of an eye cross section, showing the cell nuclei stained with DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole). The (i) cornea, (ii) lens, (iii) distal retina, (iv) proximal retina, and (v) concave mirror are indicated.
Fluorescence microscopy image of an eye cross section, showing the cell nuclei stained with DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole). The (i) cornea, (ii) lens, (iii) distal retina, (iv) proximal retina, and (v) concave mirror are indicated.

Tutaj jest zabarwiony przekrój, który ułatwia identyfikację części. Siatkówki są oliwkowozielone a lustro jaskrawozielone: 


Low-resolution cryo-SEM micrograph of an eye cross section after high-pressure freezing and freeze-fracturing. The lens (blue), distal retina (yellow), proximal retina (orange), and concave mirror (green) are shown in pseudo-colors. The cilia and microvilli of the photoreceptors were used to identify the locations of the distal and proximal retinas.
Low-resolution cryo-SEM micrograph of an eye cross section after high-pressure freezing and freeze-fracturing. The lens (blue), distal retina (yellow), proximal retina (orange), and concave mirror (green) are shown in pseudo-colors. The cilia and microvilli of the photoreceptors were used to identify the locations of the distal and proximal retinas.

Naprawdę niezwykłe w tym oku jest to, że “lustro” składa się z “podłogi” z płytek kryształków guaniny w kształcie kwadratów (co nie jest naturalną konfiguracją krystaliczną – jak przegrzebek to robi?). Każda „podłoga” jest taflą i jest ich 20-30 jedna nad drugą, poprzekładane cytoplazmą. Tutaj jest obraz CSEM, czy nie jest to niezwykłe? 


The ultrastructure of the multilayer mirror. (A to C) Cryo-SEM micrographs of high-pressure–frozen, freeze-fractured cross sections through the eye of P. maximus. (A) The mirror viewed perpendicular to the eye axis. White arrow, direction of on-axis incident light. (B) The tiled mirror viewed from above. (C) Crystals in adjacent layers, stacked directly on top of one another, viewed in a fracture through the mirror. (D) TEM micrograph of a single, regular square crystal extracted from the eye. The crystals are 1.23 × 1.23 ± 0.08 μm (N = 20) with internal corner angles of 90.16 ± 2.78° (N = 28) (means ± SD).
The ultrastructure of the multilayer mirror. (A to C) Cryo-SEM micrographs of high-pressure–frozen, freeze-fractured cross sections through the eye of P. maximus. (A) The mirror viewed perpendicular to the eye axis. White arrow, direction of on-axis incident light. (B) The tiled mirror viewed from above. (C) Crystals in adjacent layers, stacked directly on top of one another, viewed in a fracture through the mirror. (D) TEM micrograph of a single, regular square crystal extracted from the eye. The crystals are 1.23 × 1.23 ± 0.08 μm (N = 20) with internal corner angles of 90.16 ± 2.78° (N = 28) (means ± SD).

Nie każda warstwa odbija światło z powrotem na siatkówki; zamiast tego każda warstwa zakrzywia nieco padające na nią światło, a następna warstwa zakrzywia je nieco bardziej i tak dalej, aż sekwencja warstw odwraca światło dokoła i odbija je z powrotem, by skupiło się na siatkówkach (zobacz to wyjaśnienie z Duke University). To jest niezwykły wyczyn doboru naturalnego.


Równie niezwykła jest kalkulacja (z symulacji autorów), że światło najlepiej odbija się w niebiesko-zielonym spectrum: dokładnie tej długości fali światła, jaka dociera na dno morza do środowiska przegrzebków.  


Co więcej, jak sugeruje jeden z autorów modeli, światło z różnych części oka inaczej dociera do tych dwóch siatkówek. Światło wpadające środkiem oka jest kierowane do zewnętrznej siatkówki, podczas gdy światło padające z boków oka idzie do wewnętrznej siatkówki. Tak więc te dwie siatkówki dają informacje o różnych częściach habitatu. Dlaczego miałoby to być użyteczne? Jak sugerują autorzy, peryferyjne widzenie może pomóc przegrzebkowi w kierowaniu jego ruchami podczas pływania i pomóc w znalezieniu nowego miejsca, by osiąść, podczas gdy wizja centralna może dać informację o zbliżającym się drapieżniku.


Wreszcie, dane nadchodzące z różnych oczu zostają zintegrowane i wysłane do “mózgu” przegrzebka lub, jak to opisują autorzy „bocznych płatów zwoju ścienno-trzewnego, miejsca przetwarzania wzrokowego przegrzebków”. Nie ma więc niezależnych danych z każdego oka, co nie jest naprawdę potrzebne, ponieważ siatkówki rozróżniają inne części środowiska przegrzebka.


Lustro odbijające światło na detektor obrazu jest tym właśnie sposobem, na jaki działają teleskopy zwierciadlane, choć skonstruowane przez ludzi lustra bardzo różnią się od luster przegrzebka. Właściwie nie sądzę, by ludzie byli zdolni do wyprodukowania takich luster, jakie robią te małże. Jak kiedyś powiedział Leslie Orgel: ewolucja jest mądrzejsza od ciebie.


h/t: Gregory

__________

Palmer, B. A., G. J. Taylor, V. Brumfeld, D. Gur, M. Shemesh, N. Elad, A. Osherov, D. Oron, S. Weiner, and L. Addadi. 2017. The image-forming mirror in the eye of the scallop. Science 358:1172-1175. (pdf here)


The fantastic eye of the scallop revealed in a new paper

Why Evolution Is True, 4 grudnia 2017

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 880 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Aktywność umysłowa nie zapobiega osłabieniu umysłowej sprawności   Novella   2018-12-15
Musi się potępić akademicki mobbing uczonego     2018-12-14
Dlaczego sądy nie powinny rozstrzygać o nauce     2018-12-13
Dziennikarze  nie rozumieją nowego raportu USA o klimacie   Lomborg   2018-12-12
Kilka myśli o altruizmie   Coyne   2018-12-10
Nauka nie jest twoim wrogiem   Pinker   2018-12-08
Czy poparcie przez celebrytę może skłonić ludzi do zaakceptowania ewolucji?   Coyne   2018-12-07
Dominujący indyk i jego popisy   Lyon   2018-12-04
Dlaczego kocie języki są kolczaste?   Coyne   2018-12-01
Hiszpania dąży do zakazania alternatywnej medycyny   Novella   2018-11-30
Inżyneria fotosyntezy i jej przeciwnicy   Novella   2018-11-27
Mój list do Darwina   Coyne   2018-11-26
Zapuszczenie   Łopatniuk   2018-11-24
Nowa praca potwierdza sześć podgatunków tygrysa   Coyne   2018-11-21
Nawigacja może być fundamentalna dla myślenia   Novella   2018-11-20
Zrezygnowanie z hamburgerów nie uratuje planety   Lomborg   2018-11-16
Echinacea nie działa na przeziębienie   Novella   2018-11-15
Laserowe skanowanie Archeopteryxa   Novella   2018-11-10
Apoptoza całego ciała   Dennett   2018-11-09
Głębota i polityka pseudogłębi   Hughes   2018-11-08
Niewydolność wątroby spowodowana ekstraktem z zielonej herbaty   Novella   2018-11-06
Skąd wiemy, że niemal wszyscy neandertalczycy byli praworęczni?   Coyne   2018-11-05
Co nam daje psychologia ewolucyjna?   Flock   2018-11-01
Problemy z organiczną żywnością i badaniem raka   Novella   2018-10-31
Geny, które wpływają na ludzką inteligencję i osobowość   Ridley   2018-10-30
Dławiący problem   Łopatniuk   2018-10-27
Niepoprawna ludzkość znowu poprawiona   Koraszewski   2018-10-26
Neandertalskie kości w Chorwacji   Coyne   2018-10-25
Światowa Organizacja Zdrowia udziela poparcia szarlatanerii   Novella   2018-10-24
Socjologia. Uwagi o nauce zaangażowanej   Koraszewski   2018-10-22
Daj ać ja pobruszę …   Łukaszewski   2018-10-20
Opieka zdrowotna neandertalczyków   Novella   2018-10-17
Łez kamienie   Łopatniuk   2018-10-13
Akademicki skandal: troje badaczy umyślnie publikowało fałszywe artykuły o „badaniach żałości”, by pokazać fatalne standardy akademickie w naukach społecznych   Coyne   2018-10-12
Skuteczny kontra patologiczny altruizm   Anomaly   2018-10-10
Czas powiedzieć stop pseudonauce o GMO   Novella   2018-10-02
Trochę inny rak wątroby   Łopatniuk   2018-09-29
Najwcześniejsze znane zwierzę?   Coyne   2018-09-27
Organiczne rolnictwo nie jest najlepsze   Novella   2018-09-24
Ateista z chwilową luką w pamięci i w szoku niewolnictwa   Dawkins   2018-09-21
Stereotypy są często szkodliwe a zarazem poprawne   Shpancer   2018-09-21
Atak “doktorostwa Wolfson” na rodziców chłopca, który zmarł na koklusz     2018-09-20
Probiotyki – to skomplikowane   Novella   2018-09-13
Przesądy i złudzenie kontroli   Novella   2018-09-11
Antyszczepionkowcy - pielęgniarka lub lekarz nie powinni opiekować się dziećmi     2018-09-10
Francuski uniwersytet wyrzuca homeopatię   Novella   2018-09-08
Plastry uśmierzające ból z Luminas: gdzie słowa „kwantum” i „energia” w rzeczywistości znaczą „magia”     2018-09-07
Odkryto nowy rodzaj neuronów u ludzi   Novella   2018-09-06
Epigenetyka: powrót Lamarcka? Nie tak szybko!   Coyne   2018-09-05
Przejściowe formy przodków żółwia   Novella   2018-09-03
Recenzja nowej książki Davida Quammena o drzewach ewolucyjnych (i porównanie z innymi recenzjami)   Coyne   2018-09-01
Dlaczego jedne sowy mają kępki piór na uszach, a inne nie?   Lyon   2018-08-30
Psychoaktywny lek i doświadczenie śmierci   Novella   2018-08-29
Samce koników morskich, które są ciężarne, redukują inwestycję w potomstwo, jeśli widzą seksowną samicę   Coyne   2018-08-28
Uderzające podobieństwo: rewolucyjne wyniki badań nad bliźniętami   Dynesen   2018-08-27
Ale tego wija lepiej zostaw w spokoju   Łopatniuk   2018-08-24
Ile jest ziemi nadającej się pod uprawę?   Novella   2018-08-22
Więcej o szarlatanerii komórek macierzystych   Novella   2018-08-18
Kontrolowane próby szczepionek   Novella   2018-08-15
Ogniska odry w Brooklynie w 2013 r.: Badanie kosztów antyszczepionkowej pseudonauki     2018-08-14
Uprzednie doświadczenie wpływa na to, co widzimy   Novella   2018-08-11
Efekt Krugera-Dunninga, antyszczepionkowcy i arogancja ignorancji     2018-08-09
Nowe zastosowania zużytych filtrów do dializy   Blum   2018-08-07
Puszczyk mszarny   Lyon   2018-08-06
Oprzeć się wiatrom - dobór naturalny, huragany i jaszczurki   Mayer   2018-08-04
Unia Europejska odrzuciła uprawy z edytowanym genomem   Ridley   2018-08-03
Spojrzenie na ruch anty-GMO   Novella   2018-08-02
Tajemne życie morskich ptaków   Ridley   2018-08-01
Więcej dowodów przeciwko „epigenetycznie” dziedziczonym i środowiskowo wprowadzonym zmianom w DNA   Coyne   2018-07-31
Usterka w Matriksie   Novella   2018-07-27
Czy współczesny Homo sapiens wyewoluował w różnych częściach Afryki?   Coyne   2018-07-24
Pandemie, szczepienia, i kuracja mleczna profesora Jastrebowa   Turski   2018-07-21
Sóweczka dwuplamista   Lyon   2018-07-20
Lucyfer, którego wymyślił Zimbardo. O konsekwencjach stanfordzkiego eksperymentu więziennego i skandalu, którego stał się obiektem   Witkowski   2018-07-19
Nie kłacz, gdy kaszlesz   Łopatniuk   2018-07-14
Kwantowe bzdury w parapsychologii   Novella   2018-07-12
Pełzająca percepcja problemów   Novella   2018-07-10
Ale czy mogą cierpieć?   Dawkins   2018-07-07
Wronia inteligencja   Novella   2018-07-06
Gąsienica naśladuje pazurnicę   Coyne   2018-07-05
O mózgach męskich i żeńskich   Novella   2018-07-03
Czy hieny rozbijają ludzki patriarchat?   Coyne   2018-06-30
Mikrobiom jelitowy i stany lękowe   Novella   2018-06-28
Ukośniki przędą spadochrony z nici pajęczej i odlatują po sprawdzeniu wiatru odnóżami   Coyne   2018-06-26
To może być toczeń, czyli o wilku, który pożarł serce   Łopatniuk   2018-06-23
Kreacjonizm i nagonka na Coyne’a w „Daily Caller”   Coyne   2018-06-22
Kłamstwa anty-GMO   Novella   2018-06-20
Protezy kończyn - kolejny postęp   Novella   2018-06-16
Dziwne zawiłości procesu dziedziczenia   Coyne   2018-06-13
Homeopatia, wibracje i oszustwo     2018-06-12
Wyników Séraliniego nie daje się powtórzyć   Novella   2018-06-11
Helen Lawson i czarna maść: wycinanie, wypalanie i zatruwanie w sposób „naturalny”     2018-06-09
Patyczaki mogą rozprzestrzeniać się jak nasiona roślin: w ptasich odchodach   Coyne   2018-06-08
Czy teoria doboru naturalnego Darwina zmieniła nasz pogląd na miejsce ludzkości   Dennett   2018-06-07
Kosmici-głowonogi i panspermia   Novella   2018-06-05
Marność dowodów na przekazywanie wprowadzonych środowiskowo, „epigenetycznych” zmian w DNA kolejnym pokoleniom u ludzi   Coyne   2018-06-04
Homeopatyczne nosodes   Novella   2018-05-31
Fałszywa dychotomia i negacja nauki   Novella   2018-05-28
Nicień w oku bliźniego   Łopatniuk   2018-05-26
Budzenie zmarłych   Novella   2018-05-21

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej



Ściganie bluźnierstwa



Ryby jaskiniowe



Autyzm



Od niepamiętnych czasów



Tunezyjczycy przeciw złemu prawu



Drugie prawo termodynamiki



Pochwała ignorancj



Mistyfikacja Sokala



Intronizacja Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk